華為射頻基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

1、射頻基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)射頻基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)前言前言l射頻子系統(tǒng)位于整個(gè)基站的最前端，是整個(gè)NodeB系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本膠片主要講述射頻基本概念和知識(shí)，以便大家更加深入理解NodeB系統(tǒng)。課程目標(biāo)課程目標(biāo)l熟悉和掌握射頻基本概念和知識(shí)熟悉和掌握射頻基本概念和知識(shí)學(xué)習(xí)完本課程，您將能夠：學(xué)習(xí)完本課程，您將能夠：參考資料參考資料l無線通信技術(shù)，深圳市華為技術(shù)有限公司課程內(nèi)容課程內(nèi)容T第一章第一章無線通信的基本概念無線通信的基本概念第二章第二章 射頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介射頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介第三章第三章 射頻常用概念辨析射頻常用概念辨析第四章第四章 天線傳播基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介天線傳播基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介第一章第一章 無

2、線通信的基本概念無線通信的基本概念l第二節(jié)第二節(jié) 無線通信使用的無線通信使用的頻率和波段頻率和波段l第三節(jié)第三節(jié) 無線通信的電磁無線通信的電磁波傳播波傳播概述概述l利用電磁波的輻射和傳播，經(jīng)過空間傳送信息的通信方式稱之為無線電通信（Wireless Communication），也稱之為無線通信。利用無線通信可以傳送電報(bào)、電話、傳真、數(shù)據(jù)、圖像以及廣播和電視節(jié)目等通信業(yè)務(wù)。第一章第一章 無線通信的基本概念無線通信的基本概念l第一節(jié)第一節(jié) 概述概述l第三節(jié)第三節(jié) 無線通信的電磁無線通信的電磁波傳播波傳播 無線通信使用的頻段和波段無線通信使用的頻段和波段l目前無線通信使用的頻率從超長波波段到亞毫米

3、波段（包括亞毫米波以下），以至光波。無線通信使用的頻率范圍和波段見下表1-1。無線通信使用的頻段和波段無線通信使用的頻段和波段l表1-1 無線通信使用的電磁波的頻率范圍和波段頻段名稱頻率范圍波段名稱波長范圍極低頻（ELF）330Hz極長波10010Mm（108107m）超低頻（SLF）30300Hz超長波101Mm（107106m）特低頻（ULF）3003000Hz特長波1000100km（106105m）甚低頻（VLF）330kHz甚長波10010km（105104m）低頻（LF）30300kHz長波101km（104103m）中頻（MF）3003000kHz中波1000100m（10310

4、2m）高頻（HF）330MHz短波10010m（10210m）甚高頻（VHF）30300MHz超短波（米波）101m無線通信使用的頻段和波段無線通信使用的頻段和波段l表1-1 無線通信使用的電磁波的頻率范圍和波段（續(xù)）頻段名稱頻率范圍波段名稱波長范圍特高頻（UHF）3003000MHz分米波10.1m（110-1m）超高頻（SHF）330GHz厘米波101cm（10-110-2m）極高頻（EHF）30300GHz毫米波101mm（10-210-3m）至高頻（THF）3003000GHz微波亞毫米波10.1mm（10-310-4m）光波310-3310-5mm（310-6310-8m）由于種種原

5、因，在一些歐、美、日等西方國家常常把部分微波波段分為L、S、C、X、Ku、K、Ka等波段（或稱子波段），具體如表1 - 2所示。無線通信使用的頻段和波段無線通信使用的頻段和波段l表 1-2 無線通信中所使用的部分微波波段的名稱 頻率和波長波段代號(hào)頻率范圍波長范圍L12GHz3015cmS24GHz157.5cmC48GHz7.53.75cmX813GHz3.752.31cmKu1318GHz2.311.67cmK1828GHz1.671.07cmKa2840GHz1.070.75cm第一章第一章 無線通信的基本概念無線通信的基本概念l第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 無線通信的電磁波傳輸無線通信的電磁波

6、傳輸l無線通信中的電磁波按照其波長的不同具有不同的傳播特點(diǎn)，下面按波長分述如下： 極長波（極低頻ELF）傳播l極長波是指波長為110萬公里（頻率為330Hz）的電磁波。理論研究表明，這一波段的電磁波沿陸地表面和海水中傳播的衰耗極小。無線通信的電磁波傳輸無線通信的電磁波傳輸 超長波（超低頻SLF）傳播l超長波是指波長1千公里至1萬公里（頻率為30300Hz）的電磁波。這一波段的電磁波傳播十分穩(wěn)定，在海水中衰耗很?。l率為75Hz時(shí)衰耗系數(shù)為0.3dB/m）對(duì)海水穿透能力很強(qiáng)，可深達(dá)100m以上。甚長波（甚低頻VLF）傳播l甚長波是指波長10公里100公里（頻率為330kHz）的電磁波。無線通信中

7、使用的甚長波的頻率為1030kHz，該波段的電磁波可在大地與低層的電離層間形成的波導(dǎo)中進(jìn)行傳播，距離可達(dá)數(shù)千公里乃至覆蓋全球。無線通信的電磁波傳輸無線通信的電磁波傳輸長波（低頻LF）傳播l長波是指波長1公里10公里（頻率為30300kHz）的電磁波。其可沿地表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ┖涂侩婋x層反射傳播（天波）。中波（中頻MF）傳播l中波是指波長100米1000米（頻率為3003000kHz）的電磁波。中波可沿地表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ┖涂侩婋x層反射傳播（天波）。中波沿地表面?zhèn)鞑r(shí)，受地表面的吸收較長波嚴(yán)重。中波的天波傳播與晝夜變化有關(guān)。無線通信的電磁波傳輸無線通信的電磁波傳輸短波（高頻HF）傳播l短波是指波長為

8、10米100米（頻率為330MHz）的電磁波。短波可沿地表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ?，沿空間以直接或繞射方式傳播（空間波）和靠電離層反射傳播（天波）。超短波（甚高頻VHF）傳播l超短波是指波長為1米10米（頻率為30300MHz）的電磁波。超短波難以靠地波和天波傳播，而主要以直射方式（即所謂的“視距”方式）傳播。無線通信的電磁波傳播無線通信的電磁波傳播微波傳播l微波是指波長小于1米（頻率高于300MHz）的電磁波。目前又按其波長的不同，分為分米波（特高頻UHF）、厘米波（超高頻SHF）、毫米波（極高頻EHF）和亞毫米波（至高頻THF）。l微波的傳播類似于光波的傳播，是一種視距傳播。其主要在對(duì)流層內(nèi)進(jìn)行?？?/p>

9、的說來，這種傳播方式比較穩(wěn)定，但其傳播也受到大氣折射和地面反射的影響。另外，對(duì)流層中的大氣湍流氣團(tuán)對(duì)微波有散射作用。利用這種散射作用可實(shí)現(xiàn)微波的超視距傳播。lWCDMA工作頻段：上行19201980MHz，下行21102170MHz，屬于微波波段，其電磁波傳播方式為微波傳播。思考題思考題l何謂無線通信？lWCDMA的工作頻段？該頻段屬于哪一波段？l簡(jiǎn)述WCDMA的電磁波傳播方式及其特點(diǎn)。解答解答l利用電磁波的輻射和傳播，經(jīng)過空間傳送信息的通信 方 式 稱 之 為 無 線 電 通 信 （ W i r e l e s s Communication ），也稱之為無線通信。lWCDMA工作頻段：上行

10、19201980MHz，下行21102170MHz，屬于微波波段。lWCDMA電磁波傳播方式為微波傳播，微波的傳播類似于光波的傳播，是一種視距傳播。本章小結(jié)本章小結(jié)l本章主要講述了無線通信的概念、無線通信的頻段和波動(dòng)的劃分以及無線通信的電磁波傳播方式及其特點(diǎn)，最后簡(jiǎn)要說明了WCDMA的工作頻段和電磁波傳播方式。課程內(nèi)容課程內(nèi)容第一章第一章 無線通信的基本概念無線通信的基本概念第二章第二章 射頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介射頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介第三章第三章 射頻常用概念辨析射頻常用概念辨析第四章第四章 天線傳播基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介天線傳播基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介第二章第二章 射頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介射頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介l第二節(jié)第二節(jié)

11、 天線傳播相關(guān)單天線傳播相關(guān)單位簡(jiǎn)介位簡(jiǎn)介 l第三節(jié)第三節(jié) 其他其他 功率單位簡(jiǎn)介功率單位簡(jiǎn)介l絕對(duì)功率的dB表示射頻信號(hào)的絕對(duì)功率常用dBm、dBW表示，它與mW、W的換算關(guān)系如下：例如信號(hào)功率為x W，利用dBm表示時(shí)其大小為：例如：1W等于30dBm，等于0dBW。 pdBm 10 logloglogX 1000mW1mW pdBW 10logloglogX W 1W 功率單位簡(jiǎn)介功率單位簡(jiǎn)介l相對(duì)功率的dB表示射頻信號(hào)的相對(duì)功率常用dB和dBc兩種形式表示，其區(qū)別在于：dB是任意兩個(gè)功率的比值的對(duì)數(shù)表示形式，而dBc是某一頻點(diǎn)輸出功率和載頻輸出功率的比值的對(duì)數(shù)表示形式。第二章第二章 射

12、頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介射頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介l第一節(jié)第一節(jié) 功率單位簡(jiǎn)介功率單位簡(jiǎn)介l第三節(jié)第三節(jié) 其他其他 天線傳播相關(guān)單位簡(jiǎn)介天線傳播相關(guān)單位簡(jiǎn)介l天線和天線增益天線增益一般由dBi或dBd表示。dBi是指天線相對(duì)于無方向天線的功率能量密度之比，dBd是指相對(duì)于半波振子Dipole 的功率能量密度之比，半波振子的增益為2.15dBi，因此0dBd=2.15dBi。第二章第二章 射頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介射頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介l第一節(jié)第一節(jié) 功率單位簡(jiǎn)介功率單位簡(jiǎn)介l第二節(jié)第二節(jié) 天線傳播相關(guān)天線傳播相關(guān)單位簡(jiǎn)介單位簡(jiǎn)介 其他其他l電阻：阻擋電流通過的物體或物質(zhì)，從而把電能轉(zhuǎn)化為熱能或其它形式的能量，單位

13、：歐姆，l電壓：電位或電位差，單位：伏特，Vl電流：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過電路上某一確定點(diǎn)的電荷數(shù)，單位：安培，Al電感：線圈環(huán)繞著的東西，通常是導(dǎo)線，由于電磁感應(yīng)的原因，線圈可產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)能，單位：亨利，Hl電容：一個(gè)充電的絕緣導(dǎo)電物體潛在具有的最大電荷率，單位：法拉，F(xiàn)思考題思考題l絕對(duì)功率的單位有哪幾種常用的表達(dá)形式？他們之間的換算關(guān)系為？l相對(duì)功率的單位有哪幾種常用的表達(dá)形式？其區(qū)別為？l天線的增益單位有哪幾種常用的表達(dá)形式?l電壓、電流、電阻、電感、電容的單位分別為？解答解答l絕對(duì)功率可以用dBm和W兩種形式表達(dá)，其換算關(guān)系為：l相對(duì)功率可以用dB和dBc兩種形式表示，兩者的區(qū)別在于：dB是任

14、意兩個(gè)功率比值的對(duì)數(shù)表示形式，而dBc是某一頻點(diǎn)輸出功率和載頻輸出功率比值的對(duì)數(shù)表示形式。 pdBm 10 logloglogX 1000mW1mW解答解答l天線增益一般由dBi或dBd表示。dBi是指天線相對(duì)于無方向天線的功率能量密度之比，dBd是指相對(duì)于半波振子Dipole 的功率能量密度之比，半波振子的增益為2.15dBi，因此0dBd=2.15dBi。l電壓?jiǎn)挝粸椋悍?V，電流單位為：安培/A，電阻單位為：歐姆/，電感單位為：亨利/H，電容單位為：法拉/F。本章小結(jié)本章小結(jié)l本章簡(jiǎn)單介紹了各種射頻常用計(jì)算單位，是深入地理解射頻概念的必備基礎(chǔ)知識(shí)之一。課程內(nèi)容課程內(nèi)容第一章第一章 無線

15、通信的基本概念無線通信的基本概念第一章第一章 射頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介射頻常用計(jì)算單位簡(jiǎn)介第三章第三章 射頻常用概念辨析射頻常用概念辨析第四章第四章 天線傳播基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介天線傳播基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介第三章第三章 射頻基本概念辨析射頻基本概念辨析l第二節(jié)第二節(jié) 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念l第三節(jié)第三節(jié) 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念l第四節(jié)第四節(jié) 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念l第五節(jié)第五節(jié) 下行通道射頻指標(biāo)下行通道射頻指標(biāo)l第六節(jié)第六節(jié) 上行通道射頻指標(biāo)上行通道射頻指標(biāo) l信號(hào)的峰值功率、平均功率和峰均比PAR解釋：很多信號(hào)從時(shí)域觀測(cè)并不是恒定包絡(luò)，而是如下面圖形所示。峰值功率即是指以某種概率出現(xiàn)的肩峰的瞬態(tài)功率。

16、通常概率取為0.01%。SystemView00500.e-3500.e-3111.51.522-40-2002040AmplitudeTime in SecondsSink 1l信號(hào)的峰值功率、平均功率和峰均比PAR解釋：平均功率是系統(tǒng)輸出的實(shí)際功率。在某個(gè)概率下峰值功率跟平均功率的比就稱為在某個(gè)概率下的峰均比，如PAR=9.10.1%,各種概率下的峰均比就形成了CCDF曲線（互補(bǔ)累積分布函數(shù)）。在概率為0.01%處的PAR，一般稱為CREST因子。思考題思考題l峰均比的定義？解答解答l峰值功率即是指以某種概率出現(xiàn)的肩峰的瞬態(tài)功率。通常概率取為0.01%。平均功率是系統(tǒng)輸出的實(shí)際功率。在某個(gè)

17、概率下峰值功率跟平均功率的比就稱為在某個(gè)概率下的峰均比，如PAR=9.10.1%,各種概率下的峰均比就形成了CCDF曲線（互補(bǔ)累積分布函數(shù)）。在概率為0.01%處的PAR，一般稱為CREST因子第三章第三章 射頻基本概念辨析射頻基本概念辨析l第一節(jié)第一節(jié) 功率相關(guān)概念功率相關(guān)概念l第三節(jié)第三節(jié) 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念l第四節(jié)第四節(jié) 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念l第五節(jié)第五節(jié) 下行通道射頻指標(biāo)下行通道射頻指標(biāo)l第六節(jié)第六節(jié) 上行通道射頻指標(biāo)上行通道射頻指標(biāo) 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念l噪聲定義噪聲是指在信號(hào)處理過程中遇到的無法確切預(yù)測(cè)的干擾信號(hào)（各類點(diǎn)頻干擾不是算噪聲）。常見的噪聲有來自外部的天

18、電噪聲，汽車的點(diǎn)火噪聲，來自系統(tǒng)內(nèi)部的熱噪聲，晶體管等在工作時(shí)產(chǎn)生的散粒噪聲，信號(hào)與噪聲的互調(diào)產(chǎn)物。噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念l相位噪聲相位噪聲是用來衡量本振等單音信號(hào)頻譜純度的一個(gè)指標(biāo)，在時(shí)域表現(xiàn)為信號(hào)過零點(diǎn)的抖動(dòng)。理想的單音信號(hào)，在頻域應(yīng)為一脈沖，而實(shí)際的單音總有一定的頻譜寬度，如下面所示。一般的本振信號(hào)可以認(rèn)為是隨機(jī)過程對(duì)單音調(diào)相的過程，因此信號(hào)所具有的邊帶信號(hào)被稱為相位噪聲。相位噪聲在頻域的可以這樣定量描述：偏離中心頻率多少Hz處，單位帶寬內(nèi)的功率與總信號(hào)功率相比。噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念例如晶體的相位噪聲可以這樣描述：噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念l噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)是用來衡量射頻部件對(duì)小信號(hào)

19、的處理能力，通常這樣定義：?jiǎn)卧斎胄旁氡瘸敵鲂旁氡?，如下圖：NFSiNiSoNo對(duì)于線性單元，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)與噪聲的互調(diào)產(chǎn)物及信號(hào)的失真，這時(shí)噪聲系數(shù)可以用下式表示：NFPnoG PniPno表示輸出噪聲功率，Pni表示輸入噪聲功率，G為單元增益。噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念l級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)公式：G1、NF1G2、NF2Gn、NFnNF總NF1NF21G1.NFn1G1G2.Gn1思考題思考題l噪聲系數(shù)定義？l寫出噪聲系數(shù)的級(jí)聯(lián)計(jì)算公式？解答解答l噪聲系數(shù)是用來衡量射頻部件對(duì)小信號(hào)的處理能力，通常定義為：?jiǎn)卧妮斎胄旁氡瘸敵鲂旁氡萳級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)公式：NF總NF1NF21G1.NFn1G

20、1G2.Gn1NFPnoG PniPno表示輸出噪聲功率，Pni表示輸入噪聲功率，G為單元增益。第三章第三章 射頻基本概念辨析射頻基本概念辨析l第一節(jié)第一節(jié) 功率相關(guān)概念功率相關(guān)概念l第二節(jié)第二節(jié) 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念l第四節(jié)第四節(jié) 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念l第五節(jié)第五節(jié) 下行通道射頻指標(biāo)下行通道射頻指標(biāo)l第六節(jié)第六節(jié) 上行通道射頻指標(biāo)上行通道射頻指標(biāo)線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念l信號(hào)在通過射頻通道（這里所謂的射頻通道是指射頻收發(fā)信機(jī)通道，不包括空間段衰落信道）時(shí)會(huì)有一定程度的失真，失真可以分為線性失真和非線性失真。產(chǎn)生線性失真的主要有一些濾波器等無源器件，產(chǎn)生非線性失真的主要有一些放大器

21、、混頻器等有源器件。另外射頻通道還會(huì)有一些加性噪聲和乘性噪聲的引入。線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念l線性失真線性失真又可以分成線性幅度失真和線性相位失真，從頻域可以很方便表示這些失真，如下圖：幅頻特性相頻特性線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念l非線性失真非線性失真與線性失真相似，可以分成非線性幅度失真和非線性相位失真，圖形表示如下：90c1n20c0n00.20.40.60.811.21.41.61.8201234567893935c2n20c0n00.20.40.60.811.21.41.61.823536373839線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念l非線性幅度失真非線性幅度失真常用1dB壓縮點(diǎn)、三階交調(diào)、三階截止

22、點(diǎn)等指標(biāo)衡量，下面分別討論這三個(gè)指標(biāo)。l1dB壓縮點(diǎn)例如一個(gè)射頻放大器，當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，其輸出與輸入可以保證線關(guān)系，輸入電平增加1dB，輸出相應(yīng)增加1dB，增益保持不變，隨著輸入信號(hào)電平的增加，輸入電平增加1dB，輸出將增加不到1dB，增益開始?jí)嚎s，增益壓縮1dB時(shí)的輸入信號(hào)電平稱為輸入1dB壓縮點(diǎn)，這時(shí)輸出信號(hào)電平稱為輸出1dB壓縮點(diǎn)。如下圖：線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念l三階交調(diào)三階交調(diào)（雙音三階交調(diào)）是用來衡量非線性的一個(gè)重要指標(biāo)，在這里仍以放大器為例來說明三階交調(diào)指標(biāo)。用兩個(gè)相隔f，且電平相等的單音信號(hào)同時(shí)輸入一個(gè)射頻放大器，則放大器的輸出頻譜大致如下：三階交調(diào)常

23、用dBc表示，即交調(diào)產(chǎn)物與主輸出信號(hào)的比。線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念l三階截止點(diǎn)任一微波單元電路，輸入雙音信號(hào)同時(shí)增加1dB，輸出三階交調(diào)產(chǎn)物將增加3dB，而主輸出信號(hào)僅增加1dB（不考慮壓縮），這樣輸入信號(hào)電平增加到一定值時(shí)，輸出三階交調(diào)產(chǎn)物與主輸出信號(hào)相等，這一點(diǎn)稱為三階截止點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)電平稱為輸入三階截止點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)電平稱為輸出三階截止點(diǎn)。注意：三階截止點(diǎn)信號(hào)電平是不可能達(dá)到的，因?yàn)樵谶@時(shí)早已超過微波單元電路的承受能力。線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念思考題思考題l信號(hào)通過射頻通道時(shí)會(huì)產(chǎn)生哪些失真？l非線性幅度失真主要用那些指標(biāo)來衡量？解答解答l信號(hào)在通過射頻通道（這里所謂的射頻通道是

24、指射頻收發(fā)信機(jī)通道，不包括空間段衰落信道）時(shí)會(huì)有一定程度的失真，失真可以分為線性失真和非線性失真。產(chǎn)生線性失真的主要有一些濾波器等無源器件，產(chǎn)生非線性失真的主要有一些放大器、混頻器等有源器件。另外射頻通道還會(huì)有一些加性噪聲和乘性噪聲的引入。l非線性幅度失真常用1dB壓縮點(diǎn)、三階交調(diào)、三階截止點(diǎn)等指標(biāo)衡量。第三章第三章 射頻基本概念辨析射頻基本概念辨析l第一節(jié)第一節(jié) 功率相關(guān)概念功率相關(guān)概念l第二節(jié)第二節(jié) 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念l第三節(jié)第三節(jié) 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念l第五節(jié)第五節(jié) 下行通道射頻指標(biāo)下行通道射頻指標(biāo)l第六節(jié)第六節(jié) 上行通道射頻指標(biāo)上行通道射頻指標(biāo) 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念l

25、特征阻抗解釋：特征阻抗是微波傳輸線的固有特性，它等于模式電壓與模式電流之比。無耗傳輸線的特征阻抗為實(shí)數(shù)，有耗傳輸線的特征阻抗為復(fù)數(shù)。在做射頻PCB板設(shè)計(jì)時(shí)，一定要考慮匹配問題，考慮信號(hào)線的特征阻抗是否等于所連接前后級(jí)部件的阻抗。當(dāng)不相等時(shí)則會(huì)產(chǎn)生反射，造成失真和功率損失。反射系數(shù)(此處指電壓反射系數(shù))可以由下式計(jì)算得出：ZlZoZlZo傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念在目前世界上的微波通訊系統(tǒng)一般分為兩種特性阻抗，一種是50歐姆系統(tǒng)，如軍用的微波、毫米波通訊系統(tǒng)，雷達(dá)，我們目前開發(fā)的蜂窩通訊系統(tǒng)GSM、WCDMA等；另一種是75歐姆系統(tǒng)，這種系統(tǒng)相對(duì)比較少，如我們目前使用的有線電視系統(tǒng)。傳輸線相關(guān)

26、概念傳輸線相關(guān)概念l駐波比解釋：駐波系數(shù)式衡量負(fù)載匹配程度的一個(gè)指標(biāo)，它在數(shù)值上等于：VSWR11由反射系數(shù)的定義我們知道，反射系數(shù)的取值范圍是01，而駐波系數(shù)的取值范圍是1正無窮大。射頻很多接口的駐波系數(shù)指標(biāo)規(guī)定小于2.0。駐波比惡化意味著信號(hào)反射比較厲害，也就是說負(fù)載和傳輸線的匹配效果比較差。所以在一個(gè)系統(tǒng)中，如果駐波比很差，可能會(huì)使信號(hào)傳輸效果變差，通道增益下降。一個(gè)比較典型的例子就是靈敏度問題。傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念l回波損耗回波損耗也是射頻上用得比較多得一個(gè)名詞，它和前面得反射系數(shù)、駐波比都是用來反映端口得匹配狀況的。回波損耗表示端口的反射波的功率與入射波功率之比?；夭〒p耗與反

27、射系數(shù)的關(guān)系為： 回波損耗20log（）由公式可以計(jì)算：回波損耗為26dB時(shí)，對(duì)應(yīng)的反射系數(shù)為0.05，駐波比為1.1。由此也可以估計(jì)一下，駐波為2時(shí)的回波損耗是多少（9.5dB），也就可以理解對(duì)于功放后級(jí)的駐波要求為何嚴(yán)格。思考題思考題l目前世界上的微波通訊系統(tǒng)一般分為哪兩種特性阻抗？l由反射系數(shù)的定義，反射系數(shù)的取值范圍是？而駐波系數(shù)的取值范圍是？射頻很多接口的駐波系數(shù)指標(biāo)規(guī)定小于多少？l回波損耗定義？寫出回波損耗與反射系統(tǒng)的關(guān)系式方程。解答解答l在目前世界上的微波通訊系統(tǒng)一般分為兩種特性阻抗，一種是50歐姆系統(tǒng)，另一種是75歐姆系統(tǒng)。l由反射系數(shù)的定義我們知道，反射系數(shù)的取值范圍是01，

28、而駐波系數(shù)的取值范圍是1正無窮大。射頻很多接口的駐波系數(shù)指標(biāo)規(guī)定小于2.0。l回波損耗表示端口的反射波的功率與入射波功率之比?；夭〒p耗與反射系數(shù)的關(guān)系為：回波損耗20log（反射系數(shù)）第三章第三章 射頻基本概念辨析射頻基本概念辨析l第一節(jié)第一節(jié) 功率相關(guān)概念功率相關(guān)概念l第二節(jié)第二節(jié) 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念l第三節(jié)第三節(jié) 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念l第四節(jié)第四節(jié) 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念l第六節(jié)第六節(jié) 上行通道射頻指標(biāo)上行通道射頻指標(biāo) 下行通道射頻指標(biāo)下行通道射頻指標(biāo)l鄰道泄漏（ACLR）鄰道泄漏指標(biāo)是用來衡量發(fā)射機(jī)的帶外輻射特性，定義：鄰道功率與主信道功率之比，通常用dBc表示，如下圖：

29、主信道鄰道保護(hù)帶射機(jī)的領(lǐng)道泄漏必然回對(duì)其他小區(qū)造成干擾，為了減小這種干擾，領(lǐng)道泄漏必須盡可能的小，WCDMA的要求是：第一鄰道（偏離載頻5MHz）的ACLR45dBC ；第二鄰道（偏離載頻10MHz）的ACLR 50dBC 。 下行通道射頻指標(biāo)下行通道射頻指標(biāo)l頻譜發(fā)射模板對(duì)于WCDMA而言，頻譜發(fā)射模板用于限制偏離發(fā)射載波中心頻率2.5MHz12.5MHz頻段內(nèi)的雜散發(fā)射功率，下面以WCDMA協(xié)議3GPP TS 25.141 V3.6.0 (2001-06) 中規(guī)定的NodeB發(fā)射機(jī)的頻譜發(fā)射模板指標(biāo)要求為例來說明：下行通道射頻指標(biāo)下行通道射頻指標(biāo)Table 6.11: Spectrum e

30、mission mask values, BS maximum output power P 43 dBmFrequencyoffset ofmeasurement filter 3dBpoint, fFrequency offsetof measurementfilter centrefrequency, f_offsetMaximumlevelMeasurementbandwidth2.5 f 2.7MHz2.515MHz f_offset 2.715MHz-14 dBm30 kHz2.7 f 3.5MHz2.715MHz f_offset 3.515MHz- 14 15(f_offset

31、-2.715) dBm30 kHz3.515MHz f_offset 4.0MHz-26 dBm30 kHz3.5 f 7.5MHz4.0 MHz f_offset 8.0MHz-13 dBm1 MHz7.5 f MHz8.0 MHz f_offset f_offsetmax-13 dBm1 MHz下行通道射頻指標(biāo)下行通道射頻指標(biāo)l雜散輻射雜散輻射是指發(fā)信機(jī)在頻譜發(fā)射模板規(guī)定的頻率范圍之外的頻段內(nèi)發(fā)射的、信號(hào)之外的其他信號(hào)，它包括諧波分量、寄生輻射、交調(diào)產(chǎn)物、發(fā)射機(jī)互調(diào)產(chǎn)物等。這些雜散輻射都會(huì)對(duì)其他的無線通信系統(tǒng)造成干擾，對(duì)該指標(biāo)的規(guī)定是為了提高系統(tǒng)的電磁兼容性能，以便與其他系統(tǒng)（如GSM）共

32、存，當(dāng)然這也保證了系統(tǒng)自身的正常運(yùn)行，下面以WCDMA協(xié)議3GPP TS 25.141 V3.6.0 (2001-06) 中規(guī)定的NodeB發(fā)射機(jī)的雜散輻射模板指標(biāo)要求之一為例來說明：下行通道射頻指標(biāo)下行通道射頻指標(biāo)Table 6.17: BS Mandatory spurious emissions limits, Category BBandMaximumLevelMeasurement BandwidthNote9 kHz 150 kHz-36 dBm1 kHzBandwidth as in ITU-RSM.329-8, subclause 4.1150 kHz 30 MHz- 36 d

33、Bm10 kHzBandwidth as in ITU-RSM.329-8, subclause 4.130 MHz 1 GHz-36 dBm100 kHzBandwidth as in ITU-RSM.329-8, subclause 4.11 GHzFc1 60 MHz or 2 100 MHzWhichever is the higher-30 dBm1 MHzBandwidth as in ITU-RSM.329-8, subclause 4.1Fc1 60 MHz or 2 100 MHzwhichever is the higherFc1 50 MHz or 2 100 MHzwh

34、ichever is the higher-25 dBm1 MHzSpecification in accordancewith ITU-R SM.329-8,subclause 4.3 and Annex 7Fc1 50 MHz or 2100 MHzwhichever is the higherFc2 + 50 MHz or 2180 MHzwhichever is the lower-15 dBm1 MHzSpecification in accordancewith ITU-R SM.329-8,subclause 4.3 and Annex 7Fc1:Center frequency

35、 of first carrier frequency used.Fc2:Center frequency of last carrier frequency used.下行通道射頻指標(biāo)下行通道射頻指標(biāo)Table 6.17: BS Mandatory spurious emissions limits, Category B（續(xù)）（續(xù)）BandMaximumLevelMeasurementBandwidthNoteFc2 + 50 MHz or2180 MHzwhichever is thelowerFc2 + 60 MHz or 2180 MHzWhichever is thelower-2

36、5 dBm1 MHzSpecification inaccordance with ITU-R SM.329-8,subclause 4.3 andAnnex 7Fc2 + 60 MHz or 2180 MHzWhichever is thelower12,75 GHz-30 dBm1 MHzBandwidth as in ITU-R SM.329-8,subclause 4.1. Upperfrequency as in ITU-RSM.329-8, subclause2.5, Table 1Fc1:Center frequency of first carrier frequency us

37、ed.Fc2:Center frequency of last carrier frequency used.思考題思考題l下行通道的鄰道泄漏定義？lWCDMA系統(tǒng)的ACLR指標(biāo)是如何定義的?l對(duì)于WCDMA而言，頻譜發(fā)射模板用于限制偏離發(fā)射載波中心頻率多少M(fèi)Hz頻段內(nèi)的雜散發(fā)射功率？l雜散輻射的定義？定義該項(xiàng)指標(biāo)的意義？解答解答l鄰道泄漏指標(biāo)是用來衡量發(fā)射機(jī)的帶外輻射特性，定義：鄰道功率與主信道功率之比，通常用dBc表示l射機(jī)的領(lǐng)道泄漏必然會(huì)對(duì)其他小區(qū)造成干擾，為了減小這種干擾，領(lǐng)道泄漏必須盡可能的小，WCDMA的要求是：第一鄰道（偏離載頻5MHz）的ACLR45dBC ；第二鄰道（偏離載頻

38、10MHz）的ACLR 50dBC 。l對(duì)于WCDMA而言，頻譜發(fā)射模板用于限制偏離發(fā)射載波中心頻率2.5MHz12.5MHz頻段內(nèi)的雜散發(fā)射功率解答解答l雜散輻射是指發(fā)信機(jī)在頻譜發(fā)射模板規(guī)定的頻率范圍之外的頻段內(nèi)發(fā)射的、信號(hào)之外的其他信號(hào)，它包括諧波分量、寄生輻射、交調(diào)產(chǎn)物、發(fā)射機(jī)互調(diào)產(chǎn)物等。這些雜散輻射都會(huì)對(duì)其他的無線通信系統(tǒng)造成干擾，對(duì)該指標(biāo)的規(guī)定是為了提高系統(tǒng)的電磁兼容性能，以便與其他系統(tǒng)（如GSM）共存，當(dāng)然這也保證了系統(tǒng)自身的正常運(yùn)行。第三章第三章 射頻基本概念辨析射頻基本概念辨析l第一節(jié)第一節(jié) 功率相關(guān)概念功率相關(guān)概念l第二節(jié)第二節(jié) 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念l第三節(jié)第三節(jié) 線性相

39、關(guān)概念線性相關(guān)概念l第四節(jié)第四節(jié) 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念l第五節(jié)第五節(jié) 下行通道射頻指標(biāo)下行通道射頻指標(biāo) 上行通道射頻指標(biāo)上行通道射頻指標(biāo)l接收靈敏度用功率表示Smin=10log（KTB）+ Ft +（S/N），單位：dBmK是波爾茲曼常數(shù)，單位：J/K(焦耳/K)T表示絕對(duì)溫度，單位：KB表示信號(hào)帶寬，單位：HzFt表示系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，單位：dB（S/N）表示解調(diào)所需信噪比，單位：dB當(dāng)B1Hz時(shí)，10log（KTB）-174dBm/HzK 1.380661019J/K上行通道射頻指標(biāo)上行通道射頻指標(biāo)l雜散響應(yīng)雜散響應(yīng)也稱為寄生響應(yīng)、寄生靈敏度。無線環(huán)境中存在多干擾信號(hào)，這些信號(hào)本身

40、可以被系統(tǒng)濾波器慮掉，但是由于現(xiàn)在系統(tǒng)采用的接收機(jī)大都是超外差接收機(jī)，接收機(jī)接收到的能夠與本振組合產(chǎn)生中頻的信號(hào)很多，這樣的中頻信號(hào)和系統(tǒng)接收的中頻信號(hào)是同一頻率，系統(tǒng)的后級(jí)中頻濾波器是無法慮掉這些干擾的。其中除主接收信號(hào)外的其他頻點(diǎn)稱為寄生波道，該頻點(diǎn)產(chǎn)生的響應(yīng)稱為寄生響應(yīng)。n frm flfifrm flfin左式中，當(dāng)m=n=1，假設(shè)取負(fù)號(hào)時(shí)，fr為所要信號(hào)，則m、n的其他組合所得到的fr為寄生波道。上行通道射頻指標(biāo)上行通道射頻指標(biāo)雜散響應(yīng)的對(duì)系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為：雖然系統(tǒng)工作的頻帶內(nèi)沒有任何干擾頻率，但系統(tǒng)的靈敏度就是變差。這一方面是由于系統(tǒng)本身的抗雜散響應(yīng)能力不夠；另一方面是由于環(huán)境的帶

41、外干擾太強(qiáng)。上行通道射頻指標(biāo)上行通道射頻指標(biāo)l阻塞與互調(diào)抑制阻塞指標(biāo)也是來考核接收機(jī)抗干擾能力，它描述的是接收機(jī)在接收的頻道外存在單音或調(diào)制信號(hào)干擾，但干擾信號(hào)不在相鄰頻道或雜散響應(yīng)頻點(diǎn)上的情況，具體指標(biāo)要求根據(jù)不同系統(tǒng)而定。阻塞指標(biāo)一般要求接收機(jī)前端要有較高的三階截止點(diǎn)（即大的線性動(dòng)態(tài)），同時(shí)要求中頻濾波器有較好的選擇性?；フ{(diào)抑制同樣是指接收機(jī)在工作時(shí)，同時(shí)有兩個(gè)干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)，這兩個(gè)信號(hào)的三階交調(diào)產(chǎn)物正好落在帶內(nèi)?；フ{(diào)抑制主要要求接收機(jī)前端有較高的三階截止點(diǎn)。思考題思考題l給出接收靈敏度的表達(dá)式？l雜散響應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響？l阻塞指標(biāo)主要用來考核接收機(jī)的何種能力？l互調(diào)抑制指標(biāo)主要用來考核

42、接收機(jī)的何種能力？解答解答l接收靈敏度用功率表示Smin=10log（KTB）+ Ft +（S/N），單位：dBml雜散響應(yīng)的對(duì)系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為：雜散響應(yīng)的對(duì)系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為：雖然系統(tǒng)工作的頻帶內(nèi)沒有任何干擾頻率，但系統(tǒng)的靈敏度就是變差。這一方面是由于系統(tǒng)本身的抗雜散響應(yīng)能力不夠；另一方面是由于環(huán)境的帶外干擾太強(qiáng)。l阻塞指標(biāo)也是來考核接收機(jī)抗干擾能力，它描述的是接收機(jī)在接收的頻道外存在單音或調(diào)制信號(hào)干擾，但干擾信號(hào)不在相鄰頻道或雜散響應(yīng)頻點(diǎn)上的情況，具體指標(biāo)要求根據(jù)不同系統(tǒng)而定。解答解答l互調(diào)抑制同樣是指接收機(jī)在工作時(shí)，同時(shí)有兩個(gè)干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)，這兩個(gè)信號(hào)的三階交調(diào)產(chǎn)物正好落在帶內(nèi)?；フ{(diào)抑制主要要求接收機(jī)前端有較高的三階截止點(diǎn)。本章小結(jié)本章小結(jié)l本章主要介紹射頻常用的基本概念，分為:功率相關(guān)概念、噪聲相關(guān)概念、線性相關(guān)概念、傳輸線相關(guān)概念、下行通道射頻指標(biāo)、上行通道射頻指標(biāo)六個(gè)